2024 수요기반 재사용발사체 체계개발 모델 기획연구

민간 재사용발사체 개발 모델 공모 제안서

용역과제 계획서 (표지)
연구사업명	수요기반 재사용발사체 체계개발 모델 기획연구
용역 연구과제명
총 연구비	천원		총 연구기간			2025.0x.01. ~ 202x.5.31. ( 개월)
용역수행기관명
용역연구 책임자	성 함			소속부서			직 위
	전 화			휴대폰			Email
용역연구 실무자	성 함			소속부서			직 위
	전 화			휴대폰			Email
본인은 귀 원에서 수행하고 있는 위 연구를 행함에 있어 귀 원과의 제반 계약사항을 준수하며 위탁연구 사업을 성실히 수행하고자 별첨과 같이 위탁연구과제 계획서를 제출합니다. 년 월 일 용역연구 과제책임자 : (인생략)
위 연구책임자는 당 기관 소속직원으로서 위 연구를 효율적으로 완수할 수 있게 하기 위하여 다음 사항을 성실히 이행하겠습니다. 1. 연구수행에 대한 종합적인 책임 2. 연구시설, 인력 및 행정의 우선적인 지원 3. 연구비의 관리 년 월 일 기 관 명 : (직인 생략) 대 표 자 : (인 생략) 한국우주기술진흥협회 귀하

1. 연구과제 책임자

(1) 인적사항

성 명	국 문		(한문)				과학기술인등록번호
	영 문
직 장	기관명						전 화	－ －
	전 공
	부 서			직위			휴대전화	－ －
	주 소	(우편번호)					Email
자 택	주 소	(우편번호)					전 화	－ －

(2)학력

연 도		학 력			학 위
부터	까지	대학교	전공명	지도교수
.	.
.	.
최종학위논문제목

(3) 주요연구실적(최근 5년간)

연구 제목	연구 내용	연구 기간	발표서적 또는 학술지명 (연호권호 포함)	연구수행 당시의 소속기관	역할(연구책임자 또는 연구원)	연구비 지급기관	비고

(4) 연구개발과제 참여실적

구분	과제명	지원기간	연구비(원)	연구기간 (부터-까지)	역할(연구책임자 또는 연구원)

(5) 참여 연구원

구분	성명	과학기술인 등록번호*	소속 기관명	직급	전공및학위
					학위	연도	전공	학교

2. 연구개발 추진체계  (컨소시움 경우, 총괄 추진체계 및 참여 회사별로 작성)

- 연구개발 추진체계

- 연구원 편성표

						연구책임자
	연구분야							연구분야							연구분야
직 급 별 참여연구원					직 급 별 참여연구원									직 급 별 참여연구원
책임급		명			책임급				명					책임급		명
선임급		명			선임급				명					선임급		명
원 급		명			원 급				명					원 급		명
기 타		명			기 타				명					기 타		명
계		명			계				명					계		명

차   례

I.  발사시장 분석 및 발사체 임무 설정	7

I-1. 국내외 발사시장 분석	7

I-2. 상위 요구조건 도출 및 임무목표 설정	8

II. 발사체 임무 조건 및 성능 요구조건	9

II-1. 발사체 임무 요구조건	9

II-2. 발사체 성능 요구조건	9

II-3. 재사용발사체 체계개발 일정	10

III. 재사용발사체 개발 핵심기술의 수준 분석	11

III-1. 재사용발사체 관련 핵심기술	11

III-2. 추가적인 핵심기술 확보 전략	11

IV. 재사용발사체 활용 사업계획서	12

IV-1. 사업계획서 <첨부 1>	12

IV-2. 개발 및 발사비용 추정	12

V. 발사체 제품 보증 프로그램 계획(PAPP) (컨소시움은 필수)	13

V-1. 품질보증 절차	13

V-2. 시스템 제품보증 요구조건(System PAR)	13

______________________________________________________________________

제안서 본문은 40쪽 이내로 요약하여 작성

증빙이나 추가적 설명 자료는 Appendix에 첨부

I. 발사시장 분석 및 발사체 임무 설정

1. 국내외 발사시장 분석

○ 국내 위성 발사 수요(수요조사)

- 2025~2040 국내 위성의 발사 수요

구분	50~ 300kg	~500kg	~1t	~3t	중궤도/정지궤도	우주 구조물	합계	시장점유 1%*	KASP 수요조사
2025	1	3	1	4	-	-	9	40.09	19
2026	27	-	-	1	-	-	28	40.28	41
2027	29	1	-	-	2	-	32	40.32	75
2028	20	2		-	-	-	22	40.22	88
2029	28	5	2	-	1	-	36	40.36	59
2030	30	33	5	-	-	-	68	40.68	88
2031	30	37	3		1	-	71	40.71	79
2032	33	38	6	3	3	-	83	40.83	33
2033	48	11	2	1	2	-	64	40.64	52
2034	11	12	-	-	4	-	27	40.27	80
2035	74	38	-	-	2	1	115	41.15	32
2036	72	41	2	-	-	-	115	41.15	-
2037	71	27	6	1	-	-	105	41.05	-
2038	48	12	2	2	8	-	72	40.72	-
2039	82	17	-	-	9	-	108	41.08	-
2040	62	41	-	-	10	1	114	41.14	-

* 시장점유 1% : 해외 위성 발사수요를 4,000개로 가정했을 때, (국내+해외 위성 발사수요)*0.1%한 값.

- 국외 위성 발사 수요(NOVASPACE_satellites to be Built)

작성 요령 (제출 시 삭제)

○ 기존에 분석된 발사수요 외에, 각 사는 합리적인 위성 수요를 가정할 수 있으며 이를 기반으로 발사 시장에 대한 분석을 할 수 있음.

○ 제공된 위성 발사 수요를 참고하여 국내외 발사시장 분석

2. 상위 요구조건 도출 및 임무목표 설정

작성 요령 (제출 시 삭제)

○ 민간 주도의 재사용발사체 개발을 정부가 지원함에 있어 정부가 기대하는 구체적인 효과들을 “국가의 요구조건“이라 함. 시장수요에 기반하는 민간의 사업 모델뿐 아니라 국가의 요구조건 등의 상위 개념적 요구조건을 동시에 고려하여 재사용발사체의 임무 목표를 설정하여야 함.

○ 예) 누리호 임무: 1.5톤 실용위성을 6~700km SSO에 진입시키는 발사체.

- 태양동기궤도(SSO)는 고도 300～1500km 원 궤도의 경우이며 경사각은 96.5°～102°이다. 궤도면에서 위성은 지구 자전과 반대방향을 이루며 궤도면의 회전율이 지구 공전속도와 일치하여, 태양과 이루는 각이 항상 일정하며 모든 위치에서 동일한 태양빛의 조건이 유지된다. 고도와 경사각을 정확하게 유지할 경우, 같은 지점을 일정한 시간 간격으로 반복적으로 통과하는 궤도임.

II. 발사체 임무 및 성능 요구조건

1. 발사체 임무 요구조건

작성 요령 (제출 시 삭제)

○ 상위 요구조건들 기반으로 기술적 특정된 요구조건의 설정이 필요함.

임무궤도 및 성능 요구, 발사체 시스템 설계 요구, 궤적설계 및 비행안전 요구, 신뢰도 요구, 운용 및 시험요구 등의 기술적 요구조건의 설정이 이루어져야 함.

2. 발사체 성능 요구조건

작성 요령 (제출 시 삭제)

○ 발사체 설계는 성능 요구조건과 낙하점 구속조건을 만족하는 스테이징 설계를 포함함. 발사체 스테이징 설계는 우선 단 수와 형상 결정, 그리고 발사체 엔진과 구조제작 기술에 따른 비추력 성능과 적절하게 가정한(기술적으로 가능한) 구조비를 사용하여 수행하며 임무 요구조건에 따른 각 단의 속도 증분의 배분, 추진제 중량, 구조비에 따른 구조 중량, 요구 추력 등을 결정하여야 함.

○ 여기서 재사용발사체는 1단을 재사용하며 발사 지점으로 회귀하는 것으로 가정함. (RTLS: Return to Launch Site)

참고:  이금오 등, Falcon9형 메탄 재사용발사체 개념설계 및 경제성 분석, 추진공학회지, Vol. 28, No. 2, 2024.

3. 재사용발사체 체계개발 일정

작성 요령 (제출 시 삭제)

○ 마일스톤 위주로 작성. (시작년도 2026년)

III. 재사용발사체 개발 핵심기술 수준 분석

1. 재사용발사체 관련 핵심기술

작성 요령 (제출 시 삭제)

○ 우주 수송 체계개발 실적 제시. (해당 기업)

○ 발사체 관련 기술 개발 실적과 보유 기술의 제시.

○ 미확보 핵심기술 확보전략.

2. 추가적인 핵심기술 확보 전략

작성 요령 (제출 시 삭제)

○ 재사용기술을 제외하고, 발사체 경쟁력을 추가적으로 높일 수 있는 혁신적인 기술이나 제작기술, 또는 발사서비스를 고객의 요구에 따라 맞춤형으로 바꿀 수 있는 방안이 있으면 제시.

○ 3D 프린팅, Avionics, 정밀가공, 추진제 탱크 경량화, 공정 일관화, 전기 펌프 시스템의 개발 등.

○ 선진국 수준의 구조비 확보 방안 등.

IV. 재사용발사체 활용 사업계획서

1. 사업계획서 <첨부 1>

2. 개발 및 발사비용 추정 (추정 값 및 추정 방법 명시)

V. 발사체 제품보증 프로그램 계획(PAPP) (컨소시움은 작성 필수)

작성 요령 (제출 시 삭제)

○ 신뢰성과 안전성을 보증하는 발사체 개발할 수 있도록 재사용발사체의 제품보증체계의 구축이 반드시 필요. 발사체의 특징 및 개발자의 제품요구조건을 고려하여 개발과정의 모든 인원이 필요한 모든 제품보증 활동에 참여하여 성능, 안전성 및 품질이 보장되는 제품 개발을 지원하는 계획이 수립이 필요함.

1. 품질보증 절차

작성 요령 (제출 시 삭제)

○ 제품보증 프로그램 계획서(PAPP)에 따른 품질보증 활동을 위해 발사체 개발에 적합한 상세 운용절차를 수립한다. 개발 주관자는 상세 운용절차의 수립, 문서화 및 관리에 대한 표준을 작성하고 이에 따라 상세 운용절차를 유효하게 관리하여야 함.

2. 시스템 제품보증 요구조건(System PAR)

작성 요령 (제출 시 삭제)

○ 우주발사체 개발과정에서 SRR(System Requirement Review) 이전에 설계 및 기술 요구조건들을 고려하여 시스템 제품보증 요구조건의 수립이 필요함. 개발에 참여하는 모든 조직과 참여기업들은 성공적 개발과 연계하여 품질보증 활동의 수정과 시스템 제품보증 요구조건의 개정을 제안할 수 있음.